Дистанционирующая решетка сборки тепловыделяющей



Дистанционирующая решетка сборки тепловыделяющей
Дистанционирующая решетка сборки тепловыделяющей
Дистанционирующая решетка сборки тепловыделяющей
Дистанционирующая решетка сборки тепловыделяющей
Дистанционирующая решетка сборки тепловыделяющей
Дистанционирующая решетка сборки тепловыделяющей
Дистанционирующая решетка сборки тепловыделяющей
Дистанционирующая решетка сборки тепловыделяющей
Дистанционирующая решетка сборки тепловыделяющей
Дистанционирующая решетка сборки тепловыделяющей

 


Владельцы патента RU 2461086:

Открытое акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС" (RU)

Изобретение относится к тепловыделяющим сборкам ядерных реакторов с водой под давлением. Дистанционирующая решетка состоит из фигурных ячеек с пуклевками, фигурные ячейки по высоте имеют, как минимум, одну зону сопряжения и, как минимум, одну зону дистанционирования с пуклевками. Ячейки соединены между собой по граням зоны сопряжения, а в зоне дистанционирования имеют зазор. В данной дистанционирующей решетке, усилия, возникающие при контакте твэла с дистанционирующими пуклевками, не оказывают влияние на соседние ячейки решетки при формировании пучка. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к атомной энергетике, а более конкретно - к тепловыделяющим сборкам (ТВС) для ядерных реакторов с водой под давлением.

Предшествующий уровень техники

Известна дистанционирующая решетка с узлами соединения элемента тепловыделяющего с ячейкой (RU 2127000, G21C 3/34). Данная решетка состоит из ячеек в виде прилегающих друг к другу многогранников, снабженных внутренними выступами, из которых рабочие расположены в центре трех смежных граней и имеют высоту большую, чем другие - страховочные, размещенные на краях, а также с просечками, расположенными вдоль рабочих выступов по обе стороны от них.

Недостатком вышеупомянутого устройства является повышенная жесткость внутренних рабочих выступов, ослабленных просечками в узлах соединения элементов тепловыделяющих с ячейками. В условиях активной зоны реактора ВВЭР-1000 постепенно происходит релаксация поверхностей ячеек, контактирующих с элементами тепловыделяющими под воздействием гидравлических, тепловых и радиационных нагрузок в реакторе. Это приводит к ослаблению натягов элементов тепловыделяющих в решетках дистанционирующих, появлению зазоров и, как следствие, к повреждению оболочек твэлов.

Известна дистанционирующая решетка (патент RU 2256960, G21C 3/34, G21C 21/00). Дистанционирующая решетка содержит фигурные ячейки, соединенные между собой по сопрягаемым поверхностям, на которых выполнены монтажные площадки для соединения фигурных ячеек. Исходные ячейки получают штамповкой из труб, толщина стенок которых отличается от партии к партии. Для учета данного фактора выполняется повторная штамповка для выполнения монтажных площадок с калиброванием их наружной поверхности. Двойная штамповка повышает трудоемкость изготовления, что является недостатком данной конструкции.

Наиболее близким аналогом является дистанционирующая решетка по патенту RU 2127000, G21С 3/34, что и принимаем за прототип.

Раскрытие изобретения

Целью изобретения является улучшение условий сборки пучка твэлов, улучшение термомеханического поведения тепловыделяющей сборки при эксплуатации, в том числе и при сейсмическом воздействии.

Задачей изобретения является повышение жесткости дистанционирующей решетки от поперечных нагрузок, уменьшение нагрузок на тепловыделяющие элементы.

Техническим результатом изобретения является создание дистанционирующей решетки, в которой усилия, возникающие при контакте твэла с дистанционирующими пуклевками, не оказывают влияния на соседние ячейки дистанционирующей решетки при формировании пучка.

Поставленная цель достигается тем, что дистанционирующая решетка, состоящая из фигурных ячеек (1), соединенных между собой согласно изобретению, имеет отличительную особенность, состоящую в том, что каждая ячейка (1) по высоте имеет, как минимум, одну зону сопряжения и, как минимум, одну зону дистанционирования (5), в которой располагаются пуклевки (2), при этом соединение смежных ячеек (1) друг с другом выполнено вдоль граней (6) зоны сопряжения (4), а в зоне дистанционирования смежные ячейки имеют зазор.

Как вариант, зона дистанционирования и зона сопряжения могут прилегать к разным торцам ячеек.

По варианту каждая ячейка имеет две или более двух зон дистанционирования с пуклевками (2), расположенными между зонами сопряжения.

Данное решение позволяет обеспечить работу пары ячейка - оболочка твэла в упругой области, а величина натягов снижается по сравнению со штатной конструкцией, что позволяет снизить усилия при снаряжении пучка ТВС и исключить возможность образования надиров на шлифованной поверхности оболочки твэла, а также штамповать каждый участок дистанционирования (зона пуклевок), а также участок соединения ячеек между собой в свой размер.

Краткое описание чертежей.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:

Фиг.1 - дистанционирующая решетка с расположением ячеек по прямоугольной сетке, вид снизу;

Фиг.2 - дистанционирующая решетка с расположением ячеек по треугольной сетке. Вид снизу;

Фиг.3 - Продольный разрез ячейки дистанционирующей решетки прямоугольной формы с расположением зон дистанционирования в противоположных торцах ячеек дистанционирующих решеток;

Фиг.4 - Продольный разрез ячейки дистанционирующей решетки прямоугольной формы с расположением зоны дистанционирования и зоны сопряжения противоположных торцах ячейки;

Фиг.5 - Продольный разрез ячейки дистанционирующей решетки треугольной формы с расположением зоны дистанционирования и зоны сопряжения в противоположных торцах ячейки;

Фиг.6 - Продольный разрез ячейки дистанционирующей решетки треугольной формы с расположением зон дистанционирования в противоположных торцах ячейки;

Фиг.7 - Фрагмент дистанционирующей решетки прямоугольной формы со вписанным элементом тепловыделяющим (3), вид снизу;

Фиг.8 - Фрагмент дистанционирующей решетки треугольной формы со вписанным элементом тепловыделяющим (3), вид снизу;

Фиг.9 - Продольный разрез трех прямоугольных ячеек с расположением пуклевок на гранях 5 зон сопряжения (4);

Фиг.10 - Продольный разрез трех прямоугольных ячеек с расположением пуклевок на гранях (5) смежных с гранями зон сопряжения (4).

Варианты осуществления изобретения.

Дистанционирующая решетка, состоящая из фигурных ячеек (1), соединенных между собой и содержащих пуклевки (2), взаимодействующие с тепловыделяющими элементами (3), выполнена таким образом, что каждая ячейка (1) по высоте имеет, как минимум, одну зону сопряжения (4) и, как минимум, одну зону дистанционирования (5), в которой располагаются пуклевки (2), при этом соединение смежных ячеек (1) друг с другом выполнено вдоль граней (6) зоны сопряжения (4), а в зоне дистанционирования смежные ячейки имеют зазор.

По варианту дистанционирующая решетка выполнена таким образом, что зона дистанционирования (5) с пуклевками (2) и зона сопряжения (4) расположены в противоположных торцах ячеек дистанционирующих решеток.

По варианту дистанционирующая решетка выполнена таким образом, что каждая ячейка имеет две или более двух зон дистанционирования (5).

Работа дистанционирующей решетки осуществляется следующим образом.

При установке твэлов в дистанционирующую решетку пучка ТВС твэл (3) вначале проходит зону сопряжения (4) и затем зону дистанционирования (5). Это позволяет исключить вероятность утыкания твэла в торцы ячеек при возможных отклонениях конца твэла. После сборки пучка каждый твэл дистанционируется своей группой пуклевок, работа которой не зависит от работы пуклевок смежных ячеек, при этом ячейки в зоне сопряжения создают пояс жесткости. Данный пояс жесткости воспринимает поперечные нагрузки, возникающие от соседних тепловыделяющих сборок во всех режимах эксплуатации, в том числе при транспортно-технологических операциях и при сейсмических воздействиях, при которых нагрузки практически не передаются на оболочки твэлов. При этом при сборке пучка за счет того, что зона дистанционирования практически не влияет на зону сопряжения, габариты дистанционирующих решеток не изменятся, т.е. данное решение позволяет собирать пучки твэлов более точно (с меньшим допуском).

Для варианта, когда пуклевки расположены в противоположных торцах ячеек, работа дистанционирующей решетки осуществляется аналогичным образом, что позволяет существенно снизить усилия установки твэлов в пучок, а соответственно, и термомеханические усилия от температурных и радиационных удлинений пучка твэлов с каркасом тепловыделяющей сборки при нормальной эксплуатации.

Изобретение распространяется на любые виды дистанционирующих решеток сотового типа, используемые в тепловыделяющих сборках атомных реакторов.

Промышленная применимость

Изобретение имеет промышленную применимость для активных зон реакторных установок отечественного производства типа ВВЭР и активных зон зарубежных PWR. Изобретение может быть использовано для любого промышленного теплообменного оборудования, содержащего нагревательные элементы, сформированные в пучок с помощью дистанционирующих решеток и омываемые теплоносителем.

Предлагаемое изобретение позволяет защитить тепловыделяющие элементы от гидродинамических нагрузок, снизить вероятность фреттинг-износа и увеличить жесткость пучка тепловыделяющих элементов, а также повысить точность позиционирования твэлов в пучке и уменьшить допуска на размеры дистанционирующих решеток.

1. Дистанционирующая решетка, состоящая из фигурных ячеек (1), соединенных между собой и содержащих пуклевки (2), взаимодействующие с тепловыделяющими элементами (3), отличающаяся тем, что каждая фигурная ячейка (1) по высоте имеет, как минимум, одну зону сопряжения (4) и, как минимум, одну зону дистанционирования (5), в которой располагаются пуклевки (2), при этом соединение смежных фигурных ячеек (1) друг с другом выполнено вдоль граней (6) зоны сопряжения (4), а в зоне дистанционирования (5) смежные фигурные ячейки имеют зазор.

2. Дистанционирующая решетка по п.1, отличающаяся тем, что зона дистанционирования (5) с пуклевками (2) и зона сопряжения (4) расположены в противоположных торцах фигурных ячеек дистанционирующих решеток.

3. Дистанционирующая решетка по п.1, отличающаяся тем, что каждая фигурная ячейка имеет по две или более двух зон дистанционирования (5) и зон сопряжения (4).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к элементам ТВС (тепловыделяющей сборки), и используется в реакторах ВВЭР-440, ВВЭР-1000. .

Изобретение относится к ядерным реакторам, в частности к блокам топливных элементов. .

Изобретение относится к области атомной энергетики, в частности к тепловыделяющим сборкам (ТВС) ядерного реактора с треугольной упаковкой тепловыделяющих элементов (твэлов).

Изобретение относится к атомной технике, в частности к конструкциям смешивающих и антивибрационных решеток. .

Изобретение относится к атомной технике, в частности, к конструкциям дистанционирующих и перемешивающих решеток тепловыделяющих сборок энергетических ядерных реакторов.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в устройствах для нагрева воды, например в ядерных энергетических установках. .

Изобретение относится к ядерной технике и может найти применение на АЭС и на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих сборок для энергетических ядерных реакторов на тепловых, а также на быстрых нейтронах.

Изобретение относится к конструкции и монтажу тепловыделяющей сборки 10 для ядерного реактора на быстрых нейтронах (РРБН) и в частности для РРБН, использующего в качестве теплоносителя жидкий металл, например натрий

Изобретение относится к области ядерной техники

Изобретение относится к конструкциям ядерных реакторов и системам их управления и защиты

Изобретение относится к ядерной технике, а именно к конструкции сборок (ТВС) тепловыделяющих элементов (твэлов), в частности для высокоэнергонапряженных активных зон исследовательских реакторов, и может быть использовано как в водоводяных реакторах, так и в парогенерирующих установках с ядерным топливом. В тепловыделяющей сборке слоями уложены тороидальные твэлы, расположенные в слоях таким образом, чтобы они вписывались в шестигранник поперечного сечения сборки. При этом вертикальные оси симметрии тороидальных твэлов предыдущего и последующих слоев смещены относительно осей симметрии тороидальных твэлов среднего слоя. Каждый тороидальный твэл имеет пазы на верхней и нижней поверхностях в местах пересечения проекций твэлов предыдущего и последующего слоев, и в столбе тороидальных твэлов пазы на верхней поверхности тороидального твэла совмещаются с пазами на нижней поверхности тороидального твэла последующего слоя, образуя жесткое соединение слоев. Высота тороидального твэла в сборке уменьшается снизу вверх пропорционально скорости движения теплоносителя. Технический результат заключается в улучшении теплоотдачи твэлов за счет турбулизации потока теплоносителя и выравнивании поля температур в поперечном сечении ТВС за счет поперечного перемешивания теплоносителя, исключении режимов пленочного кипения. 3 з.п.флы, 5 ил.

Изобретение относится к тепловыделяющим сборкам ядерных реакторов. В изобретении используются гидравлические усилия, действующие на ячейки дистанционирующих решеток со стороны потока теплоносителя, для дополнительного поджатия пуклевок ячеек к твэльным оболочкам. Дистанционирующая решетка тепловыделяющей сборки содержит фигурные ячейки, на которых пуклевки выполнены таким образом, что внешняя поверхность ячеек в районе пуклевок направлена навстречу потоку теплоносителя. Пуклевки располагают в нижней части ячеек, перемещая область контакта ячеек с твэльными оболочками ближе к торцам ячеек и снижая тем самым радиальную жесткость ячеек. Заходную поверхность пуклевок выполняют в виде загиба торца ячейки. Технический результат - поджатие пуклевок к твэльным оболочкам набегающим потоком теплоносителя в процессе эксплуатации. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к тепловыделяющим сборкам ядерного реактора, преимущественно на быстрых нейтронах. Корпус тепловыделяющей сборки с продольной осью (X) содержит первый (4) и второй (6) трубчатые сегменты, выполненные из металлического материала и образующие продольные концы корпуса сборки. Рама (8), выполненная из металлического материала, соединяет первый (4) и второй (6) сегменты, причем рама (8) является ажурной. Между первым (4) и вторым (6) сегментами внутри рамы (6) размещена керамическая трубчатая внутренняя конструкция (10). Технический результат - устойчивость тепловыделяющей сборки как в штатном режиме работы реактора, так и в аварийном. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 ил.

Изобретение относится к ядерным реакторам деления. Вентилируемый тепловыделяющий модуль ядерного реактора деления содержит тепловыделяющий элемент ядерного деления, соединенный с ним корпус клапана для помещения газообразных продуктов деления, клапан, предназначенный для управляемой вентиляции газообразных продуктов деления из объема корпуса, и керамическую трубную решетку для отвода тепла. Технический результат - повышение надежности тепловыделяющего модуля, увеличение кампании реактора. 2 н. и 25 з.п. ф-лы, 205 ил.

Активная зона реактора, твэл и тепловыделяющая сборка для ее реализации предназначены для использования в реакторах на быстрых нейтронах с нитридным топливом и жидкометаллическим теплоносителем, преимущественно в виде расплавленного свинца и его сплавов. Активная зона содержит две части - центральную и периферийную. Зоны сформированы сборками, содержащими твэлы с геометрически одинаковыми оболочками, но с различной высотой топливного столба в твэлах центральной и периферийной частей. Радиальное распределение топлива по объему активной зоны характеризуется в продольном сечении U-образной формой. Диаметр центральной части активной зоны при массовой доле топлива εm>0,305 составляет от 0,4 до 0,5 эффективного диаметра активной зоны, а высота топливного столба в твэлах ТВС центральной части составляет от 0,5 до 0,8 от высоты топливного столба в твэлах, размещенных в ТВС периферийной части активной зоны. Технический результат - простота конструкции активной зоны с отрицательным пустотным эффектом реактивности. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области атомной энергетики и может быть использовано в реакторах типа ВВЭР (PWR) и кипящих реакторах типа ВК (BWR). Предложена конструктивная схема ТВС со стержневыми твэлами, расположенными наклонно к вертикальной оси и образующими конусные и щелевые коллекторы для организации поперечного течения теплоносителя. Кипение теплоносителя в ТВС с поперечным течением имеет место преимущественно в центре и поэтому оказывает эффективное воздействие на реактивность, что позволяет реализовать спектральное регулирование запаса реактивности. Технический результат - возможность работы без выгорающего теплоносителя в период между перегрузками топлива. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области ядерной техники и предназначено для использования в конструкциях дистанционирующих и перемешивающих решеток тепловыделяющих сборок (ТВС) энергетических ядерных реакторов. Структура решетки для ТВС состоит из ячеек, предназначенных для размещения твэлов, их связующих элементов и расположенных над ними по ходу потока теплоносителя локальных двухлопаточных дефлекторов. Ячейки и связующие элементы образованы пересечением трех групп параллельных между собой полос. Локальные дефлекторы представляют собой совокупность двух смесительных лопаток трапецеидальной формы, которые размещены на верхних кромках полос и отогнуты у их основания в сторону связующих элементов. Технический результат - повышение величины критической мощности путем образования совокупности поперечных течений вдоль рядов твэлов и круговых вихрей теплоносителя между тремя соседними твэлами. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх